建筑中的数学之美

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1、建筑中的数学之美ThebeautyofMathematicsinArchitecture湖南大学建筑学院OArgret201302010223建筑中的数学之美ThebeautyofMathematicsinArchitecture建筑学院建筑与数学的关系形态比例尺度空间秩序非线性代数几何...建筑中的几何学几何学（Geometry）这个词来自于古埃及的“测地术”，它是为在尼罗河水泛滥后丈量地界而产生的。自然界中常见的简单几何形状是圆、球、圆柱。建筑中的几何学矩形和立方体人类自身的创造它代表了人对抗自然和改造自然的一种能力建筑中的几何学最

2、开始应用于建筑中因为方形可以不留间隙地四方连续地延展或划分，立方体可以平稳地堆垒和架设建筑中的几何学远古时期的建筑——巨石阵建造时期：距今约4300年，即建于公元前2300年左右。数学文化：巨石阵不仅在建筑学史上具有的重要地位，在数学上有着重大的意义。它的主轴线、通往石柱的古道和夏至日早晨初升的太阳，在同一条线上；另外，其中还有两块石头的连线指向冬至日落的方向。形式位置比例建筑中的几何学古希腊建筑——帕特农神庙建造时期：公元前477-432背景资料：为了歌颂雅典战胜波斯侵略者的胜利而建。位于古希腊雅典卫城规模宏伟充分显示了古希腊的人本主

3、义帕特农神庙的设计代表了全希腊建筑艺术的最高水平。从外貌看，它气宇非凡，光彩照人，细部加工也精细无比。它在继承传统的基础上又作了许多创新，事无巨细皆精益求精，由此成为古代建筑最伟大的典范之作。建筑中的几何学古希腊柱式——形式与比例多利克柱式：男性柱雄伟有力爱奥尼柱式：女性柱纤细优雅科林斯柱式：装饰更强华丽纤巧多利克爱奥尼科林斯三种柱式柱头形式的不同建筑中的几何学多利克柱式——比例与男性美直观感受：粗大雄壮没有柱础简洁有力为什么会有这样的感受？Why?柱径与柱身的比例1：6=男子脚长与身长的比例于是他们就把同样的原则搬到柱子上来，以柱身基

4、座厚度的6倍作为包括柱头在内的柱子的高度。这样，多立克式柱子就在建筑物上开始显出男子身体比例的刚劲和优美。建筑中的几何学爱奥尼柱式——比例与女性美直观感受：典雅高贵柱径：柱身=1：（8~9）当他们不是给男神阿波罗而是献给优雅的狄安娜的神殿时，“脚长便改用窈窕女子的尺寸。为了显得更高一些，首次把柱子的厚度做成高度的1/8。”柱头处有两个大圆形涡卷，仿佛卷发一样从左右两侧垂下建筑中的几何学科林斯柱式——形式与比例的结合直观感受：华丽纤巧装饰性强爱奥尼柱式的变体更为纤细装饰更多比例比爱奥尼柱更为纤细，只是柱头以忍冬草形象装饰，而不用爱奥尼亚式

5、的涡卷纹。毛茛叶层叠交错环绕，并以卷须花蕾夹杂其间，看起来像是一个盛满花草的花篮被置于圆柱顶端，其风格也由爱奥尼式的秀美转为豪华富丽，装饰性很强。古罗马柱式传承与变化建筑中的数学文化古罗马建筑——万神庙建造时期：公元609背景资料：为了纪念早年的奥古斯都打败安东尼和克娄巴特拉（埃及艳后），消灭了古埃及的托勒密王朝奥古斯都神之列八月August万神庙，所有古典建筑的经典。建筑中的数学文化古罗马建筑——万神庙布局圆形+矩形中轴对称建筑中的数学文化古罗马建筑——万神庙核心空间穹顶圆形形式与比例建筑中的数学文化古罗马建筑——万神庙穹顶大厅中心空

6、间其它数学知识在建筑中的应用莫比乌斯环莫比乌斯环梅塞德斯·奔驰博物馆建筑有精致的、合成、有计划和组织的几何体型，形状像三叶草，建筑的表面围绕着中庭从地平面上升。建筑最出色的地方在于独特的DNA式双螺旋参观路线：参观者会先搭乘电梯到顶楼，然后有两条参观路线供其选择，两条参观路线会在之后的每一个楼层会合，这样参观者在每一层楼内都可以随时变更自己的参观路线。莫比乌斯环哈萨克斯坦国家图书馆哈萨克斯坦国家图书馆形态演变哈萨克斯坦国家图书馆功能布局效果图建筑中的经典几何学经典几何学之黄金分割图为古希腊的帕提农神庙，它的高（红色线）比底（蓝色线）的比

7、值为0.618（因为透视的缘故底边显得更短）这样的古代建筑会更显宏伟壮观。。图为东方明珠塔，事实上此建筑的几何组成上是十分单调的，完整的圆型或球形也因为在画面中过于抢眼而常常被避讳。但是设计师在这个建筑中多处运用了黄金分割的比例，使其协调美观。如图中的上球体高度（红线）与整体高度（蓝线）之比经典几何学之多面体多面体有许多分支，规则多面体是有其内在严谨的数学逻辑的。比如简单多面体，简单多面体即表面经过连续变形可以变为球面的多面体，它的顶点数V、棱数E及面数F间，有著名的欧拉公式，V-E+F=2。但是完整规则的单个多面体在建筑中的应用实在有

8、限，毕竟建筑只有丰富多变时才能适应环境。所以按数学规律组合的多面体集群成为这类建筑的主力军。来自TammoPrinz在南美洲国家秘鲁的首都利马提出的一个大型公寓计划新兴几何学之计算几何伊东丰雄蛇形画廊这是建